Thử Nghiệm Khả Năng Hấp Phụ Kẽm Của Tro Xỉ Lò Đốt Rác Thải Sinh Hoạt

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - TRẦN HUYỀN TRANG THỬ NGHIỆM KHẢ NĂNG HẤP PHỤ KẼM CỦA TRO XỈ LÒ ĐỐT RÁC THẢI SINH HOẠT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo: Chính quy Chun ngành: Khoa học Mơi Trường Lớp: N02 Khoa: Mơi Trường Khóa học: 2014 - 2019 Thái Ngun – năm 2019 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - TRẦN HUYỀN TRANG THỬ NGHIỆM KHẢ NĂNG HẤP PHỤ KẼM CỦA TRO XỈ LÒ ĐỐT RÁC THẢI SINH HOẠT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo: Chính quy Chun ngành: Khoa học Mơi Trường Lớp: N02 Khoa: Mơi Trường Khóa học: 2014 - 2019 Giảng viên hướng dẫn: TS Dư Ngọc Thành Ths Dương Thị Minh Hòa Thái Nguyên - năm 2019 i LỜI CẢM ƠN Thực phương châm “Học đôi với hành”, thực tốt nghiệp thời gian để sinh viên sau giai đoạn học tập, nghiên cứu trường có điều kiện củng cố vận dụng kiến thức học vào thực tế Đây giai đoạn thiếu sinh viên trường đại học nói chung trường Đại học Nơng Lâm Thái ngun nói riêng Với lịng kính trọng bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn đến thầy giáo TS Dư Ngọc Thành cô giáo ThS Dương Thị Minh Hịa tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em suốt thời gian thực đề tài Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Nhà trường, Ban Chủ nhiệm khoa Môi trường, thầy giáo, cô giáo, cán khoa truyền đạt cho em kiến thức, kinh nghiệm quý báu qúa trình học tập rèn luyện trường, luôn tận tâm nhiệt huyết truyền đạt, dìu dắt để em có tảng tri thức vững Do thời gian có hạn, lực cịn hạn chế nên khóa luận tốt nghiệp em khơng thể tránh khỏi thiết sót Em mong nhận ý kiến đóng góp q thầy bạn để khóa luận tốt nghiệp em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 29 tháng 11 năm 2019 Sinh viên Trần Huyền Trang ii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Hàm lượng KLN số loại đất khu mỏ hoang Songcheon Bảng 2.2 Kết phân tích mẫu kim loại nặng số điểm mỏ địa bàn tỉnh Thái Nguyên Bảng 3.1 Cơng thức thí nghiệm 22 Bảng 4.1 Kết phân tích số đặc điểm tro xỉ 24 Bảng 4.2 Kết phân tích số tiêu đất bãi thải 25 Bảng 4.3 Kết hấp phụ Zn di động tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt sau thí nghiệm 26 Bảng 4.4 Kết hấp phụ Zn di động tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt sau thí nghiệm 28 Bảng 4.5 Kết hấp phụ Zn di động tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt sau thí nghiệm 30 Bảng 4.6 Kết hấp phụ Zn di động tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt sau 32 Bảng 4.7 Tổng hợp kết hấp phụ Zn di động tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt 34 iii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 4.1 Biểu đồ kết hấp phụ Zn di động tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt sau thí nghiệm 27 Hình 4.2 Biểu đồ kết hấp phụ Zn di động tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt sau thí nghiệm 29 Hình 4.3 Biểu đồ hiệu suất cố định Zn di động tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt sau thí nghiệm 31 Hình 4.4 Biểu đồ hiệu suất xử lý Zn di động đất tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt sau thí nghiệm 33 Hình 4.5 Biểu đồ hiệu suất xử lý Zn di động tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt 35 iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Viết đầy đủ Từ viết tắt H Giờ KLN Kim loại nặng TP Thành phố KTKS Khai thác khoáng sản QCVN Quy chuẩn Việt Nam VLHP Vật liệu hấp phụ v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC CÁC BẢNG ii DANH MỤC CÁC HÌNH iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv MỤC LỤC v PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 1.2.1 Mục tiêu tổng quát 1.2.2 Mục tiêu cụ thể 1.3 Ý nghĩa đề tài PHẦN TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 2.1 Tình hình nhiễm kim loại nặng sau khai thác khoáng sản 2.1.1 Tình hình nhiễm KLN giới 2.1.2 Tình hình nhiễm KLN Việt Nam 2.1.3 Tình hình nhiễm kim loại nặng Thái Nguyên 2.2 Ảnh hưởng ô nhiễm kim loại nặng đến sức khỏe người 11 2.3 Các biện pháp xử lý ô nhiễm kim loại nặng đất sau khai thác khoáng sản 13 2.3.1 Một số phương pháp phổ biến xử lý đất ô nhiễm kim loại nặng 13 2.3.2 Các phương pháp phổ biến áp dụng xử lý ô nhiễm kim loại nặng đất sau khai thác khoáng sản giới 15 2.3.3 Các nghiên cứu xử lý ô nhiễm kim loại nặng đất sau khai thác khoáng sản Việt Nam 16 2.3.4 Biện pháp xử lý kim loại nặng vật liệu hấp phụ 17 PHẦN ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 vi 3.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 21 3.2 Địa điểm thời gian nghiên cứu 21 3.3 Nội dung nghiên cứu 21 3.4 Phương pháp nghiên cứu 22 3.4.1 Phương pháp kế thừa 22 3.4.2 Phương pháp thiết kế thí nghiệm 22 3.4.3 Phương pháp phân tích 23 3.4.4 Phương pháp xử lí số liệu 23 PHẦN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 24 4.1 Thành phần, tính chất tro xỉ lị đốt rác thải sinh hoạt 24 4.2 Hiện trạng mơi trường đất bãi thải mỏ chì kẽm làng Hích 25 4.3 Thử nghiệm khả hấp phụ kim loại Zn di động tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt 26 4.3.1 Kết hấp phụ Zn di động tro xỉ lị đốt rác thải sinh hoạt sau thí nghiệm 26 4.3.2 Kết hấp phụ Zn di động tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt sau thí nghiệm 28 4.3.3 Kết hấp phụ Zn di động tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt sau thí nghiệm 30 4.3.4 Kết hấp phụ Zn di động tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt sau thí nghiệm 32 4.3.5 Tổng hợp kết hấp phụ Zn di động tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt 33 Phần KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 36 5.1 Kết luận 36 5.2 Kiến nghị 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Hiện nay, ô nhiễm môi trường vấn đề quan tâm tất nước giới Các nhà môi trường giới cảnh báo rằng: với nhiễm khơng khí, nhiễm nước nhiễm đất vấn đề đáng lo ngại Trong đó, nhiễm kim loại nặng (KLN) hoạt động khai thác khoáng sản để lại hậu nghiêm trọng môi trường đặc biệt môi trường đất Hoạt động khai thác khoáng sản phát triển mạnh mẽ từ thập kỷ trước nhiều quốc gia giàu tài nguyên Nga, Mỹ, Australia, Trung Quốc, Ấn Độ… nhằm đáp ứng nhu cầu ngày gia tăng nguyên liệu khoáng giới như: Quặng sắt, chì, kẽm, than đá, đồng khoáng sản khác Thái Nguyên tỉnh có nguồn tài ngun khống sản đa dạng chủng loại, có loại khống sản có ý nghĩa cao khống sản vonfram đa kim, sắt, than, chì, kẽm… Các hoạt động khai thác khống sản địa bàn tỉnh ngày phát triển mạnh, mang lại lợi ích lớn kinh tế vấn đề đặt giải pháp xử lý ô nhiễm mơi trường sau khai thác khống sản chưa triệt để, gây nên tác động xấu tới môi trường, đặc biệt ô nhiễm KLN môi trường đất Đồng Hỷ huyện thuộc tỉnh Thái Ngun có hoạt động khai thác khống sản diễn mạnh mẽ như: khai thác mỏ chì - kẽm làng Hích, mỏ sắt Trại Cau Theo tài liệu nghiên cứu hàm lượng Pb, Zn, Cd, As đất làng Hích cao so với khu vực khác, hàm lượng Zn cao quy chuẩn TCVN 7209:2002 khoảng 45 lần (Trần Thị Phả, 2014) [9] Zn nguyên tố vi lượng cần thiết cho sinh trưởng phát triển trồng, ảnh hưởng tới 50% chất lượng suất trồng, song tồn đất với lượng lớn thành chất độc gây nguy hại cho trồng người Trước thực trạng trên, vấn đề cấp bách đặt phải có giải pháp, xử lý thích hợp cho vùng đất bị nhiễm KLN sau khai thác khống sản Hiện nay, giới có nhiều phương pháp hóa – lý khác sử dụng để xử lý KLN đất: công nghệ rửa đất, công nghệ cố định chỗ, công nghệ xử lý điện động học, công nghệ sử dụng thực vật hấp thụ KLN… Tuy nhiên, với xu hướng ô nhiễm môi trường đất diễn quy mô rộng phương pháp hóa - lý thơng thường chưa mang lại hiệu mong muốn chi phí xử lý cao Hiện nay, nhà khoa học hướng tới phương pháp hấp phụ KLN đất vật liệu có sẵn, chi phí xử lý thấp, dễ áp dụng thân thiện với môi trường Do phương pháp có khả loại bỏ nhiều chất nhiễm có độc tính cao mà phương pháp khác xử lý xử lý không triệt để Hơn nữa, phương pháp hấp phụ cịn có ưu điểm quy trình xử lý đơn giản, cơng nghệ xử lý khơng địi hỏi thiết bị phức tạp, chi phí xử lý thấp Tìm loại vật liệu hấp phụ xu hướng nhà khoa học quan tâm Chính đề tài em chọn “Thử nghiệm khả hấp phụ kẽm (Zn) tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt” 1.2 Mục tiêu đề tài 1.2.1 Mục tiêu tổng quát Nghiên cứu thành phần tính chất tro xỉ từ lò đốt rác thải sinh hoạt thử nghiệm khả hấp phụ Zn đất bãi thải mỏ chì kẽm làng Hích tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt 1.2.2 Mục tiêu cụ thể - Nghiên cứu thành phần, tính chất tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt tro biến tính axit H2SO4 0,05N 25 Hàm lượng kim loại Zn nhỏ, Zn 2,58 - 2,69 mg/kg Hàm lượng Zn độc hại thấp so sánh với tiêu chuẩn Việt Nam hàm lượng kim loại nặng đất 4.2 Hiện trạng mơi trường đất bãi thải mỏ chì kẽm làng Hích Quá trình thực đề tài, em sử dụng tro xỉ để hấp phụ Zn đất bãi thải mỏ chì kẽm làng Hích Trước thực thí nghiệm, em tiến hành phân tích đánh giá số đặc điểm đất bãi thải mỏ chì kẽm làng Hích, kết thể bảng sau: Bảng 4.2 Kết phân tích số tiêu đất bãi thải mỏ chì kẽm làng Hích TT Chỉ tiêu Đơn vị tính Kết phân tích pHKCl - 7,04 QCVN 03:2015 (Đất nông nghiệp) - EC mS/cm 0,95 - Nts % 0,01 - P2O5 ts % 0,08 - Zn mg/kg 1061,60 200 Zn di động mg/kg 58,61 - Qua bảng 4.2 cho thấy: Đất bãi thải mỏ chì kẽm làng Hích có pH trung tính, có độ dẫn điện EC chất dinh dưỡng (Nitơ, Photpho) thấp Hàm lượng Zn tổng số đất cao, đến 1061 mg/kg Hàm lượng kim Zn cao giới hạn cho phép Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia giới hạn cho phép kim loại nặng đất Việt Nam (đất sử dụng cho đất nông nghiệp) (QCVN 03- MT: 2015/BTNMT) 4,3 lần Hàm lượng Zn di động đất cao 58,61 mg/kg Lượng kẽm di động không cố định dễ chuyển hóa mơi trường, từ 26 môi trường đất di chuyển vào môi trường nước mặt, nước ngầm, tích lũy sinh vật, gây tác động xấu đến sinh vật người 4.3 Thử nghiệm khả hấp phụ kim loại Zn di động tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt 4.3.1 Kết hấp phụ Zn di động tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt sau thí nghiệm Ảnh hưởng tỷ lệ trộn vật liệu (tro đốt rác thải sinh hoạt tro biến tính axit H2SO4) đất thực với thời gian hấp phụ cố định 1h Tỷ lệ phối trộn (g tro /g đất) là: 5%, 10%, 15%, 20% Kết thể bảng sau: Bảng 4.3 Kết hấp phụ Zn di động tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt sau thí nghiệm Cơng thức thí nghiệm Sau h (mg/kg) Hiệu suất (%) ĐC 44,704 ± 0,938a 23,73 B5 39,265 ± 1,721b 33,01 B10 27,048 ± 0,878d 53,85 B15 24,080 ± 1,888e 58,91 14,717 ± 0,665g 74,89 T5 39,380 ± 2,371b 32,81 T10 31,501 ± 1,913c 46,25 T15 30,700 ± 0,423c 47,62 T20 21,003 ± 1,408f 64,16 LSD05 2,5611 B20 Đầu vào (mg/kg) 58,61 Ghi chú: Giá trị trung bình ± S.D., n = 3; giá trị trung bình chữ thể khác cột đáng kể mức xác suất thống kê 5% 27 mg/kg 70 60 50 40 Đầu vào 30 Sau h 20 10 ĐC B5 B10 B15 B20 T5 T10 T15 T20 Công thức thí nghiệm Hình 4.1 Biểu đồ kết hấp phụ Zn di động tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt sau thí nghiệm Qua bảng 4.3 hình 4.1, sau thời gian 1h, ta thấy tro xỉ lị đốt rác thải sinh hoạt có khả hấp phụ Zn di động đất tốt hiệu suất hấp phụ Zn di động vật liệu tăng dần theo tỷ lệ trộn tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt vào đất Kết hấp phụ đạt cao công thức phối trộn tro xỉ biến tính với tỷ lệ 20%, hàm lượng di động đất giảm từ 58,61 mg/kg xuống 14,717 mg/kg Từ bảng 4.3 ta thấy, với tỷ lệ trộn tro thường vào đất 5%, 10%, 15%, 20%, sau 1h hiệu suất hấp phụ Zn di động là: 32,81%, 46,25%, 47,62%, 64,16% Hiệu suất hấp phụ Zn di động đạt thấp với tỷ lệ phối trộn 5%và tỷ lệ phối trộn 15% 20% cho hiệu suất hấp phụ cao Tro biến tính H2SO4 có khả hấp phụ Zn di động cao tro thường Đồng thời, hiệu suất hấp phụ tăng dần theo tỷ lệ trộn tro biến tính H2SO4 vào đất Khi tăng tỷ lệ trộn từ 5% - 20% hiệu suất hấp phụ tăng từ 33,01% lên 74,89% 28 Như vậy, sau thời gian hấp phụ cố định 1h thấy, tro xỉ lị đốt rác thải sinh hoạt có khả cố định Zn di động đất sau khai thác khoáng sản tỷ lệ trộn vật liệu tro xỉ đốt rác thải sinh hoạt, tro biến tính vào đất ảnh hưởng lớn tới hiệu suất hấp phụ Hiệu suất hấp phụ tăng dần theo tỷ lệ trộn loại vật liệu vào đất tỷ lệ trộn cho hiệu suất hấp phụ cao tất vật liệu tỷ lệ trộn 20% 4.3.2 Kết hấp phụ Zn di động tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt sau thí nghiệm Kết nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ trộn đến hiệu hấp phụ Zn di động đất sau 2h thí nghiệm thể bảng sau: Bảng 4.4 Kết hấp phụ Zn di động tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt sau thí nghiệm Cơng thức thí nghiệm Sau h (mg/kg) Hiệu suất (%) ĐC 41,260 ± 1,597a 29,60 B5 38,641 ± 1,834a 34,07 B10 25,970 ± 2,855c 55,69 B15 23,606 ± 3,485dc 59,72 13,035 ± 0,845e 77,76 T5 39,471 ± 1,434a 32,65 T10 32,412 ± 1,099b 44,70 T15 29,590 ± 1,486b 49,51 T20 21,679 ± 2,153d 63,01 LSD05 3,3903 B20 Đầu vào (mg/kg) 58,61 Ghi chú: Giá trị trung bình ± S.D., n = 3; giá trị trung bình chữ thể khác cột đáng kể mức xác suất thống kê 5% 29 mg/kg 70 60 50 40 Đầu vào 30 Sau h 20 10 ĐC B5 B10 B15 B20 T5 T10 T15 Cơng thức thí nghiệm T20 Hình 4.2 Biểu đồ kết hấp phụ Zn di động tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt sau thí nghiệm Qua hình bảng 4.4 hình 4.2, ta thấy: Sau 2h, khả cố định Zn di động đất tro biến tính cao tro thường Tro biến tính đạt hiệu suất từ 34,07 - 77,76% Tro thường hiệu suất xử lý đạt từ 32,65 - 63,01% Theo tỷ lệ phối trộn, từ tỷ lệ phối trộn 10% vật liệu trở lên đem lại sai khác có ý nghĩa cơng thức thí nghiệm với độ tin cậy 5%, có nghĩa với cơng thức có tỷ lệ phối trộn từ 10% vật liệu trở lên có khả cố định Zn di động đất Kết sau 2h, khả cố định Zn di động đạt cao công thức B20 (hàm lượng Zn di động giảm từ 58,61 mg/kg xuống 13,975 mg/kg), tiếp đến công thức T20 (hàm lượng Zn di động giảm từ 58,61 mg/kg xuống 19,912 mg/kg) Và khả cố định Zn di động đạt thấp công thức T5 (hàm lượng Zn di động giảm từ 58,61 mg/kg xuống 34,438 mg/kg) 30 4.3.3 Kết hấp phụ Zn di động tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt sau thí nghiệm Kết theo dõi khả cố định Zn di động tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt sau thí nghiệm thể bảng sau: Bảng 4.5 Kết hấp phụ Zn di động tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt sau thí nghiệm Cơng thức Đầu vào Sau h Hiệu suất thí nghiệm (mg/kg) (mg/kg) (%) ĐC 35,992 ± 1,611a 38,59 B5 35,292 ± 3,625a 39,79 B10 25,953 ± 1,598d 55,72 B15 22,240 ± 0,820e 62,05 13,975 ± 1,069f 76,16 T5 34,438 ± 0,512ab 41,24 T10 31,371 ± 0,692bc 46,48 T15 29,501 ± 1,973c 49,67 T20 19,912 ± 2,190e 66,03 LSD05 3,1075 B20 58,61 Ghi chú: Giá trị trung bình ± S.D., n = 3; giá trị trung bình chữ thể khác cột đáng kể mức xác suất thống kê 5% Qua bảng 4.5, ta thấy: Tro tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt có khả xử lý Zn di động đất sau khai thác khoáng sản tốt tỷ lệ trộn tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt vào đất sau thời gian 4h ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất hấp phụ 31 Hiệu suất (%) 80 76,16 70 66,03 62,05 60 55,72 50 40 46,48 38,59 39,79 ĐC B5 49,67 41,24 30 20 10 B10 B15 B20 T5 T10 T15 T20 Cơng thức thí nghiệm Hình 4.3 Biểu đồ hiệu suất cố định Zn di động tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt sau thí nghiệm Với tỷ lệ trộn tro thường vào đất 5%, 10%, 15%, 20%, sau 4h hiệu suất hấp phụ Zn di động tro thường tăng dần theo tỷ lệ trộn, là: 41,24%, 46,48%, 49,67%, 66,03% Như vậy, tỷ lệ phối trộn 20% cho hiệu suất hấp phụ cao nhất, tỷ lệ 5% hiệu suất hấp phụ thấp Tro biến tính, hiệu suất hấp phụ đạt 39,79%, 55,72%, 62,05%, 76, 16% Qua bảng 4.5 ta thấy hiệu suất hấp phụ Zn di động đất tro biến tính cao hiệu suất hấp phụ Zn di động tro thường chưa biến tính Cụ thể, với tỷ lệ phối trộn 20%, hiệu suất hấp phụ Zn di động tro biến tính 76,16%, tro thường đạt 66,03% Và qua bảng ta thấy, sau thí nghiệm, tỷ lệ phối trộn vật liệu với đất phải từ 10% trở lên vật liệu có hiệu việc cố định Zn di động 32 4.3.4 Kết hấp phụ Zn di động tro xỉ lị đốt rác thải sinh hoạt sau thí nghiệm Kết theo dõi khả cố định Zn di động tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt sau phối trộn tro xỉ đất bãi thải mỏ chì kẽm làng Hích thể bảng sau: Bảng 4.6 Kết hấp phụ Zn di động tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt sau thí nghiệm Cơng thức Đầu vào Sau h Hiệu suất thí nghiệm (mg/kg) (mg/kg) (%) ĐC 32,787 ± 0,460a 44,06 B5 31,904 ± 0,671ab 45,57 B10 25,611 ± 2,508c 56,30 B15 22,200 ± 2,048d 62,12 11,143 ± 1,473e 80,99 T5 32,716 ± 0,866a 44,18 T10 31,073 ± 1,676ab 46,98 T15 29,181 ± 2,380b 50,21 T20 19,575 ± 0,545d 66,60 LSD05 2,7326 B20 58,61 Ghi chú: Giá trị trung bình ± S.D., n = 3; giá trị trung bình chữ thể khác cột đáng kể mức xác suất thống kê 5% Qua bảng 4.6 cho thấy, tro xỉ có khả cố định Zn di động đất Khả cố định cao công thức B20, đạt 80,99% Tiếp đến công thức T20 đạt 66,60% 33 Hiệu suất (%) 90 80,99 80 70 56,3 60 50 66,6 62,12 44,06 45,57 44,18 46,98 50,21 40 30 20 10 ĐC B5 B10 B15 B20 T5 T10 T15 Cơng thức thí nghiệm T20 Hình 4.4 Biểu đồ hiệu suất xử lý Zn di động đất tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt sau thí nghiệm Với tro biến tính: hiệu suất hấp phụ Zn di động tro biến tăng dần theo tỷ lệ trộn, là: 45,57%, 56,3%, 62,12%, 80,99% thực có ý nghĩa với tỷ lệ trộn 10%, 15% 20% Với tỷ lệ phối trộn 5%, kết cho thấy sai khác công thức 5% với công thức đối chứng sai khác khơng có ý nghĩa Với tro thường: hiệu suất hấp phụ Zn di động tăng dần theo tỷ lệ trộn, 44,18%, 46,98%, 50,21% 66,6% Tro thường cho kết hấp phụ Zn di động có ý nghĩa với tỷ lệ phối trộn 15% 20% Qua biểu đồ ta thấy hiệu suất hấp phụ Zn di động đất tro biến tính cao hiệu suất hấp phụ Zn di động tro thường 4.3.5 Tổng hợp kết hấp phụ Zn di động tro xỉ lị đốt rác thải sinh hoạt Tổng hợp tồn q trình theo dõi thí nghiệm cố định Zn di động đất sau 1h, 2h, 4h 8h thí nghiệm thể bảng sau: 34 Bảng 4.7 Tổng hợp kết hấp phụ Zn di động tro xỉ lị đốt rác thải sinh hoạt Cơng thức Đầu vào Sau h Sau h Sau h Sau h thí nghiệm (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) ĐC 44,704 ± 0,938a 41,260 ± 1,597a 35,992 ± 1,611a 32,787 ± 0,460a B5 39,265 ± 1,721b 38,641 ± 1,834a 35,292 ± 3,625a 31,904 ± 0,671ab B10 27,048 ± 0,878d 25,970 ± 2,855c 25,953 ± 1,598d 25,611 ± 2,508c B15 24,080 ± 1,888e 23,606 ± 3,485dc 22,240 ± 0,820e 22,200 ± 2,048d 14,717 ± 0,665g 13,035 ± 0,845e 13,975 ± 1,069f 11,143 ± 1,473e T5 39,380 ± 2,371b 39,471 ± 1,434a 34,438 ± 0,512ab 32,716 ± 0,866a T10 31,501 ± 1,913c 32,412 ± 1,099b 31,371 ± 0,692bc 31,073 ± 1,676ab T15 30,700 ± 0,423c 29,590 ± 1,486b 29,501 ± 1,973c 29,181 ± 2,380b T20 21,003 ± 1,408f 21,679 ± 2,153d 19,912 ± 2,190e 19,575 ± 0,545d LSD05 2,5611 3,3903 3,1075 2,7326 B20 58,61 Ghi chú: Giá trị trung bình ± S.D., n = 3; giá trị trung bình chữ thể khác cột đáng kể mức xác suất thống kê 5% 35 Hiệu suất( %) 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Sau h ĐC Sau h B5 B10 B15 Sau h B20 T5 T10 Sau h T15 T20 Hình 4.5 Biểu đồ hiệu suất xử lý Zn di động tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt Qua kết thí nghiệm thể bảng 4.7 hình 4.5 ta thấy: Tỷ lệ phối trộn tương quan thuận với hiệu xử lý Zn di động đất tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt Hiệu xử lý Zn di động đạt từ 32,65% đến 80,99% Đạt cao công thức phối trộn tro biến tính với đất theo tỷ lệ 20% Theo thời gian nghiên cứu, hiệu xử lý Zn di động đạt cao sau tiếng thí nghiệm Và hiệu xử lý Zn di động biến thiên theo thời gian nghiên cứu Tuy nhiên biến thiên chưa rõ theo chiều tăng hay giảm theo thời gian Cụ thể công thức: B5, B10, B15, T15 T20, hiệu xử lý Zn di động tăng theo thời gian xử lý đạt hiệu xử lý cao sau 8h thí nghiệm Cịn công thức B20, T5 T10, hiệu xử lý lên xuống thất thường Qua đó, ta thấy thời gian bố trí thí nghiệm tiếng ngắn để xác định khoảng thời gian hấp phụ Zn di động tốt tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt 36 Phần KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Sau thời gian nghiên cứu đề tài đưa số kết luận sau: Tro xỉ lị đốt rác thải sinh hoạt có tính kiềm, nghèo nitơ, giàu lân, hàm lượng kim loại Zn nhỏ, Zn 2,58 - 2,69 mg/kg Đất mỏ chì kẽm làng Hích có pH trung tính, độ dẫn điện thấp, nghèo chất dinh dưỡng, có hàm lượng Zn tổng số vượt QCVN 4,3 lần Hàm lượng Zn di động cao, đạt 58,61 mg/kg Kết nghiên cứu khả hấp phụ Zn di động tro xỉ lị đốt rác thải sinh hoạt thì: - Tro biến tính có khả cố định Zn di động cao tro thường - Tỷ lệ phối trộn tỷ lệ thuận với hiệu xử lý Zn di động tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt Hiệu xử lý Zn di động đạt cao công thức B20, đạt 80,99% - Theo thời gian nghiên cứu, hiệu xử lý Zn di động đạt cao sau bố trí thí nghiệm 5.2 Kiến nghị Tuy nhiên theo kết nghiên cứu tài liệu ngồi nước, q trình hấp phụ cịn bị ảnh hưởng yếu tố thời gian, độ pH, nồng độ ion kim loại nặng đặc biệt yếu tố mơi trường xung quanh Vì khuôn khổ đề tài, thời gian kinh phí có hạn, tác giả chưa thể đánh giá đầy đủ hết yếu tố ảnh hưởng đến khả hấp phụ vật liệu, cần có nhiều nghiên cứu sâu vấn đề để đánh giá đầy đủ yếu tố ảnh hưởng 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bùi Hải An (2010), “Nghiên cứu khả hấp phụ Cadimi chì đất bentonite than bùn”, luận văn thạc sỹ Khoa học, trường Đại học Khoa học Tự Nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội Trần Văn Bình (2014), “Nghiên cứu tích lũy kim loại nặng (Pb, As) đất số loài giun đất khu Kinh Tế Mở Chu Lai Huyện Núi Thành- Tỉnh Quảng Nam” Trần Thị Dung (2014), “Đánh giá trạng đề xuất phương án xử lý nhiễm chì đất làng nghề tái chế chì thơn Đơng Mai, xã Chỉ Đạo, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên, luận văn thạc sỹ khoa học” Lê Đức (2004), Một số phương pháp phân tích mơi trường, NXB ĐHQG Hà Nội, Hà Nội Lương Như Hải (2015), “Nghiên cứu ứng dụng tro bay làm chất độn gia cường cho vật liệu cao su cao su Blend”, luận án tiến sỹ hóa học Nguyễn Ngọc Hương (2015), “Nghiên cứu khả hấp phụ ion Hg2+ Cd2+ tro bay”, khóa luận tốt ngiệp – trường đại học Sư phạm Hà Nội Đỗ Quang Huy cộng (2007), “Chế tạo vật liệu hấp phụ từ tro than bay sử dụng phân tích mơi trường”, tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội, 23 (2007) 160 – 165 Ngô Ngọc Linh (2015), “Nghiên cứu sử dụng số vật liệu tự nhiên để hấp phụ kim loại nặng đất sau khai thác khoáng sản”, khóa luận tốt nghiệp – trường Đại học Khoa Học Trần Thị Phả (2014), “Nghiên cứu khả hấp phụ số kim loại nặng (As, Pb, Cd, Zn) đất sậy (phramites australis) ứng dụng xử lý đất bị ô nhiễm kim loại nặng sau khai thác khoáng sản tỉnh Thái Nguyên”, luận án tiến sỹ Môi trường đất nước 38 10 Nguyễn Thị Thu cộng (2011), “Chuyển hóa tro bay Phả Lại thành dạng zeolit định hướng xử lý chất thải gây ô nhiễm” 11 Nguyễn Thị Thúy (2011), “Nghiên cứu ảnh hưởng chế phẩm vi sinh vật đến hàm lượng dễ tiêu kim loại nặng Cu, Zn, Pb đất bị ô nhiễm” luận văn thạc sỹ nông nghiệp 12 Đinh Văn Tôn (2008), “Ơ nhiễm mơi trường hoạt động khai thác khống sản”, viện khoa học công nghệ mỏ luyện kim 13 Nguyễn Thị Việt Trà (2012), “Đánh giá ảnh hưởng đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường xí nghiệp thiếc Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên”, Luận văn thạc sĩ Khoa học môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội 14 Nguyễn Thị Quỳnh Trang (2011), “Nghiên cứu khả hấp phụ Cadimi Chì đất nhiễm vật liệu có nguồn gốc tự nhiên”, khóa luận tốt nghiệp – trường Đại học Khoa học Tự Nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội 15 Viện Chiến lược Chính sách Tài nguyên Môi trường (2007), “Điều tra, khảo sát trạng khai thác tài nguyên khoáng sản tài nguyên nước” Tài liệu Tiếng Anh 16 Aiguo Liu and Richard D Gonzalez, Adsorption/Desorption in a System Consisting of Humic Acid, Heavy Metals, and Clay Minerals (1999), Journal of Colloid and Interface Science 218, pp225–232 17 Bieby Voijant Tangahu, Siti Rozaimah Sheikh Abdullah, Hassan Basri, Mushrifah Idris, Nurina Anuar and MuhammadMukhlisin (2011), “A Review on HeavyMetals (As, Pb, and Hg) Uptake by Plants through Phytoremediation”, Hindawi Publishing Corporation International Journal of Chemical Engineering 18 Blacksmith Institute, The World’s Worst Polluted Places, New York, 2007 39 19 Chan, K.Y., van Zweiten, L., Meszaros, I., Downie, A., Joseph, S (2007), Assessing the agronomic values of contrasting char materials on Australian hardsetting soil In: Proceedings of the Conference of the International Agrichar Initiative, 30 April–2 May, Terrigal, NSW, Australia 20 Channey R et al (1997), "Phytoremediation of soil metals", Current Opinion in Biotechnology 1997, 8: 279-284 21 Dasmahapatra G P., Pal T K., Bhadra A K., Bhattacharya B., Studies on separation characteristics of hexavalent chromium from aqueous solution by fly ash, Separation science and technology, 1996, 31 (14), 2001-2009 22 Emsley, John (2007), “Zinc” Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements Oxford, England, UK: Oxford University Press tr 499– 505 ISBN 0-19-850340-7, 2007 23 Elbana,T A.(2013), “Transport and adsorption - desorption of heavy metals in different soils”, no May, 2013 ... khả hấp phụ kim loại Zn di động tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt 4.3.1 Kết hấp phụ Zn di động tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt sau thí nghiệm Ảnh hưởng tỷ lệ trộn vật liệu (tro đốt rác thải sinh. .. chọn ? ?Thử nghiệm khả hấp phụ kẽm (Zn) tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt? ?? 1.2 Mục tiêu đề tài 1.2.1 Mục tiêu tổng quát Nghiên cứu thành phần tính chất tro xỉ từ lò đốt rác thải sinh hoạt thử nghiệm. .. 4.3.4 Kết hấp phụ Zn di động tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt sau thí nghiệm Kết theo dõi khả cố định Zn di động tro xỉ lò đốt rác thải sinh hoạt sau phối trộn tro xỉ đất bãi thải mỏ chì kẽm làng